Raziskovalne naloge 2025/2026
Medsebojni vpliv delovanja Saccharomyces boulardii in Lactobacillus rhamnosus GG v fermentiranih napitkih
Avtorici: Zala Kelbič, Katjuša Žumer
Mentorica: Tadeja Polajnar
V raziskovalni nalogi smo proučevali medsebojni vpliv probiotične kvasovke Saccharomyces boulardii in mlečnokislinske bakterije Lactobacillus rhamnosus GG pri fermentaciji mleka in jabolčnega soka. Namen raziskave je bil ugotoviti, ali sočasna prisotnost obeh mikroorganizmov vpliva na potek mlečnokislinske in alkoholne fermentacije ter ali med njima prihaja do antagonističnih ali sinergističnih učinkov.
V eksperimentalnem delu smo spremljali spremembo temperature, pH, kislinske stopnje, koncentracijo sladkorja in vsebnosti alkohola v vzorcih z mono-kulturo in kombinirano kulturo ter v kontrolnih vzorcih brez dodatka mikroorganizmov. Rezultati so pokazali, da prisotnost kvasovke ni bistveno vplivala na potek mlečnokislinske fermentacije v mleku, prav tako prisotnost bakterije ni pomembno vplivala na alkoholno fermentacijo v soku. V mleku je prevladovala bakterijska fermentacija z izrazitim znižanjem pH in povečanjem kislinske stopnje, medtem ko je v soku prevladovala kvasovka, ki je učinkovito porabljala sladkor in tvorila etanol.
Na podlagi rezultatov lahko potrdimo obe postavljeni hipotezi. Mikroorganizma v uporabljenih pogojih nista delovala izrazito antagonističo niti sinergistično, temveč je bil njun učinek predvsem odvisen od substrata. Raziskava kaže, da je mogoče razviti probiotični izdelek, ki vsebuje obe kulturi, brez medsebojnega zaviranja fermentacijskih procesov, kar je pomembno za razvoj funkcionalnih živil.
Antibiotično in antimikotično delovanje zelnice na izolirano bakterijo Staphylococcus aureus in plesen Penicillium variabile
Avtorji: Jan Arih, Zoja Šorn Vesel, Neža Zupanec
Mentorica: mag. Marjetka Kastelic Švab
Bakterijska in glivna obolenja kože so danes ena izmed najpogostejših in najtežje zdravljenih okužb, ki jih v veliki meri povzročajo oportunistični mikrobi. Že uveljavljena zdravila so pogosto neučinkovita, preagresivna ali pa je trajanje zdravljenja dolgotrajno ter pogosto neuspešno.
Glavni namen raziskovalne naloge je bil preučiti ali lahko oportunistične mikrobe kože, ki so v normalnih pogojih povsem neškodljivi, ob razširitvi zatiramo s pomočjo zelnice, odpadka fermentacije zelja. S tem bi uporabili odpadni produkt industrije, kar prispeva k trajnosti pridelave kislega zelja, hkrati pa bi medicini za lažja kožna obolenje ponudili novo alternativo. Pri raziskovanju smo uporabili zelnice sort belega zelja »Novoton«, »Almanak«, »Kila Princ«, »Terminator«, »Report«, »Respecta« in rdečega zelja »Amarant« in »Futurima«.
Praktični del smo začeli s pripravo in izvedbo fermentacije zelja. Zelje smo fermentirali z različnimi količinami soli različnih sort zelja. Posredno on nalogi smo izvedli tudi senzorično analizo kislega zelja. Po fermentaciji smo zelnico odcedili iz fermentacijskih kozarčkov, jo razdelili na polovico in polovici dodali konzervansa kalijev sorbat in vitamin C. Preučevane mikrobe smo izolirali s kože in lasišča. Po inkubaciji smo izolirali vsako izmed kultur na posamična gojišča. Kožno bakterijo Staphylococcus aureus smo gojili na PCA gojišču, izolirano kožno plesen Penicillium variabile pa smo nacepili na PDA gojišče. Izbrani biokulturi smo identificirali s pomočjo morfoloških značilnosti kultur, z mikroskopiranjem in izvedbo različnih identifikacijskih biokemijskih testov. Z metodo difuzijskega antibiograma smo opazovali antibiotične in antimikotične učinke zelnic na izbrani izolirani biokulturi.
Celotno raziskavo smo opravili v šolskem mikrobiološkem laboratoriju. V procesu raziskovanja smo izvedli in v raziskovalni nalogi opisali potek difuzijskega antibiograma. Bakterijo S. aureus smo tretirali z zelnicami, ki so se razlikovale glede na sorto zelja, količino dodane soli in dodane konzervanse. Največjo antibiotično učinkovitost smo dokazali pri uporabi zelnice iz sorte belega zelja »Novoton« z dodanimi konzervansi. Plesen P. variabile smo tretirali z različnimi zelnicami, ki so se prav tako razlikovale v sorti zelja, količini dodane soli in dodane konzervanse. Največje inhibicijske cone smo opazili pri uporabi zelnice iz rdeče sorte zelja »Amarant« z dodanimi konzervansi, kar je potrdilo izjemno antimikotično delovanje zelnice. Dokazali smo, da zelnica res vsebuje antibiotične in antimikotične učinkovine, saj so se inhibicijske cone pojavile pri vseh uporabljenih zelnicah, med seboj pa se je učinkovitost razlikovala glede na sorto zelja, dodano količino soli in dodane konzervanse.
Antioksidativni potencial brezglutenskih in glutenskih živil
Avtorice: Nuša Grašič, Hana Terezija Hlede, Polona Lešnjak
Mentorica: mag. Marjetka Kastelic Švab
Antioksidativni potencial (AOP) je sposobnost snovi, da nevtralizira proste radikale. Prosti radikali so nestabilne molekule, ki nastanejo med celičnim metabolizmom. Če te niso nevtralizirani z antioksidanti v telesu, povzročijo poškodbe celičnih struktur. Antioksidanti so tako prisotni v vsakem organizmu in imajo ključno vlogo pri homeostazi. Kljub temu, da antioksidanti nastajajo že v človeškem telesu, jih vsakdan uživamo tudi s hrano.
Glavni namen naše raziskovalne naloge je bil ugotoviti antioksidativni potencial (AOP) brezglutenskih in glutenskih živil, in sicer ajde, koruze, ovsa, prosa, boba in pšenice. Ajdo pogosto povezujemo z antioksidanti, zato smo želeli njen AOP primerjati še z ostalimi tradicionalnimi slovenskimi živili ter glutensko pšenico kot svetovno najbolj zastopano žitarico. Hkrati je bil namen tudi, da ugotovimo AOP živil, ki so pogosto zastopana v dietah bolnikov s celiakijo.
Izbrana živila smo pripravili kot suhe vzorce, kuhane vzorce, surove fermentirane z jogurtom in surove vzorce fermentirane s probiotiki. Vzorce smo obdelali s 3-% metafosforno kislino (MFK), nato smo ekstrakte centrifugirali, mikrofiltrirali in izmerili absorbanco z dodano raztopino radikala 1,1-difenil-2-pikril-hidrazil (DPPH•). Za vsako živilo smo s spektrofotometrom izmerili absorbanco referenčnega in slepega vzorca. DPPH• se je med reakcijo z antioksidanti v vzorcu razbarval iz vijolične v rumeno. Dobljene podatke smo preračunali, da smo dobili vrednost AOP. Za primerjavo masne koncentracije antioksidantov v vzorcih smo pripravili umeritveno krivuljo sintetičnega vitamina E (Trolox).
Z raziskovanjem smo dokazali, da ima stročnica bob največjo vsebnost antioksidantov, takoj za njim ajda. Ugotovili smo, da je AOP najvišji po fermentaciji s probiotiki v primerjavi s fermentacijo z jogurtovo kulturo, še posebej pri ajdi z lupino. Pri temperaturni obdelavi teh živil je v primerjavi s toplotno neobdelanimi živili AOP padel pri vseh brezglutenskih vzorcih z izjemo ajde z lupino ter glutenske pšenice.
Dokazovanje delovanja bakteriofagov na koliformne bakterije odpadne in jezerske vode
Avtorji: Larisa Jeklar, Leja Odar, Martin Rožanski
Mentorica: mag. Marjetka Kastelic Švab
Bakteriofagi ali krajše fagi so virusi, ki okužijo in se razmnožujejo izključno v bakterijskih celicah. Prisotni so povsod v naravi, kjer so prisotni tudi njihovi gostitelji, torej v vodi, tleh, hrani in v prebavnem traktu ljudi in živali. So zelo raznoliki po zgradbi in genskem zapisu. Njihov genom je lahko DNA ali RNA, eno ali dvo verižna, vedno pa so obdani s proteinskim plaščem. Fagi so zelo specifični, saj običajno okužijo le določeno vrsto ali celo posamezen sev bakterije. Razmnožujejo se na dva načina kot vsi virusi z litičnim ali lizogenim ciklom.
Izhodišče raziskovalne naloge je bilo preveriti prisotnost bakteriofagov v različnih vodnih okoljih in sicer v odpadnih (KČN Bohinjska Bistrica in BČN Nemški Rovt) in jezerskih vodah (Šobčev bajer, Blejsko jezero). Glavni namen naloge je bil izolirati bakteriofage iz vzorcev te vode in ugotoviti njihovo antibiotično delovanje na izolirane koliformne oz. črevesne bakterije kot alternativno zdravljenje za zdravljenje črevesnih okužb namesto zdravljenja z antibiotiki.
Najprej smo izvedli mikrobiološko analizo odpadne in jezerske vode vzorcev. Uporabili smo PCA gojišče za ugotavljanje skupnega števila mikroorganizmov, briljant zeleni bujon za ugotavljanje koliformnih mikroorganizmov in EMB gojišče za ugotavljanje prisotnosti E. coli. Postopek mikrobiološke analize smo izvedli po protokolu, nato pa prešteli porasle kolonije na površini gojišča in opazovali spremembo barve zelenega bujona. Iz poraslih gojišč smo nato izolirali bakterije do posameznih kolonij na gojišču. Iz zelenih bujonov, kjer so se po inkubaciji vzorcev odražale spremembe pa smo dodatno izolirali koliformne bakterije na EMB gojišču. Za tem smo izvedli izolacijo bakteriofagov iz vzorcev vode s pomočjo mikrofiltracije, nato pa še identifikacijo bakterij z barvanjem po Gramu, katalaznim testom in identifikacijo z MALDI-TOF MS, ki so jo za nas izvedli na Inštitutu za mikrobiologijo in imunologijo. Na koncu smo izvedli kapljični antibiogram s fagnimi filtrati na kolonije izoliranih koliformnih bakterij in po inkubaciji določili cone zbistritve, na konfluentno inokuliranem gojišču, ki predstavljajo antibiotično delovanje bakteriofagov.
Raziskovalno nalogo smo opravili v šolskem mikrobiološkem laboratoriju. Ugotovili smo, da so bili bakteriofagi, ki so zaviralno delovali na izolirane bakterije, prisotni v dveh vzorcih vode in sicer v odpadni vodi iztoka biološke čistilne naprave na Nemškem Rovtu in v odpadni vodi iztoka komunalne čistilne naprave Bohinjska Bistrica. Ugotovljeni bakteriofagi so s svojim antibiotičnim učinkom delovali na bakterije Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis, Klebsiella oxytoca in Citrobacter freundii.